專利名稱：：增加數(shù)字影像錄像器之外圍裝置組件互連卡的信道數(shù)之方法及裝置的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種數(shù)字影像處理的方法及裝置，可以擴充計算機上數(shù)字影像錄像器之外圍裝置組件互連卡的信道數(shù)量，增加多信道影像顯示的技術。
背景技術：
：一般PCI(PeripheralComponentInterconnect,外圍裝置組件互連)總線22上，會插上各是各樣功能的PCI卡，如圖1所示。圖1的PCI總線上插兩張PCI卡，一張為4通道(channd)的DVRPCI(DigitalVideoRecorderPeripheralComponentInterconnect,數(shù)字影像錄像器之外圍裝置組件互連)卡24;另一張為影像擷取卡26。此兩張PCI卡的輸出數(shù)據(jù)都藉由PCI總線22傳到CPU(中央處理單元)28。若以32位的PCI傳輸數(shù)據(jù)量每秒系為132Mbytes，假設4通道DVRPCI卡24每秒傳100張720x576影像分辨率之影像數(shù)據(jù)Dl(即數(shù)據(jù)量Ddvr=62.208Mbytes)，影像擷取卡26每秒要傳同樣的數(shù)據(jù)量(即數(shù)據(jù)量Dimg=62.208Mbytes)給CPU28，此時的PCI總線22只剩132-62.208-62.208二7.584(Mbytes)的數(shù)據(jù)量可以使用。當要在此PCI總線22上再插上一張DVRPCI卡30，如圖2所示。這時候的數(shù)據(jù)傳輸量將增加為Ddvr+Dimg+Ddvr=62.208*3=186.624Mbytes，已經(jīng)遠遠超過PCI總線22能傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量132Mbytes之傳輸能力。若不降低原本影像擷取卡26的數(shù)據(jù)傳輸量，則兩張DVRPCI卡的傳輸量必須各降一半的傳輸量，也就是每一張DVRPCI卡只能傳輸3L104Mbytes，此數(shù)據(jù)量為從原本的100張影像數(shù)據(jù)Dl縮減到50張影像數(shù)據(jù)Dl的數(shù)據(jù)量，這樣的數(shù)據(jù)量顯示每一個信道會遺失50/4=12張左右的數(shù)據(jù)量。這是多張DVRPCI卡在PCI總線22數(shù)據(jù)傳輸?shù)牡谝粋€問題。再參考圖3。圖3為一張4通道(CH0、CH1、CH2、CH3)DVRPCI卡所傳送之數(shù)據(jù)，每一個信道傳送影像數(shù)據(jù)Dl的數(shù)據(jù)給CPU，當CPU要將這4個信道的數(shù)據(jù)組成一個影像數(shù)據(jù)D1的數(shù)據(jù)顯示在屏幕上時，首先CPU必須將各個信道的數(shù)據(jù)作縮減的動作，所以CPU必須花Ts0+Tsl+Ts2+Ts3的時間來做縮減的動作(TsO、Tsl、Ts2及Ts3分別是CPU處理影像數(shù)據(jù)Dl畫面為影像數(shù)據(jù)D1/2的時間，Ts4系CPU將4個影像數(shù)據(jù)D1/2的畫面組成一張影像數(shù)據(jù)Dl的時間)。做完各個通道的縮減動作之后，還必須將這4個縮減的畫面組合成1個影像數(shù)據(jù)Dl的畫面，CPU組合畫面的時間花了Ts4。所以要顯示一張影像數(shù)據(jù)Dl的畫面在屏幕上，CPU必須花Ts0+Tsl+Ts2+Ts3+Ts4的時間才能顯示畫面出來。若是要處理4張DVRPCI卡傳來的影像數(shù)據(jù)Dl，則CPU需要(Ts0+Tsl+Ts2+Ts3)x4，再加上該等影像數(shù)據(jù)組起來的時間Ts4，所以全部的CPU處理時間為(TsO+Tsl+Ts2+Ts3)x4+Ts4，等于是多一張DVRPCI卡便多了1倍的處理時間，這對于CPU處理能力低的個人計算機而言，是1大挑戰(zhàn)，因為為了處理這些動作勢必得犧牲掉其它工作。這是多張dvrpci卡在pci總線數(shù)據(jù)傳輸?shù)牡诙€問題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的為在有限的PCI總線之數(shù)據(jù)傳輸量下，增加多張DVRPCI卡的數(shù)量，使得CPU可以顯示的信道數(shù)增加，而且不會遺失任何一個信道的數(shù)據(jù)；同時cpu不用花多余的時間來做影像數(shù)據(jù)縮減的動作，就可以組成影像數(shù)據(jù)D1的數(shù)據(jù)量直接顯示在屏幕上。此方法PCI不用作任何的特殊線路設計即可實現(xiàn)。實現(xiàn)上述發(fā)明目的的技術方案如下圖1為習知一張DVRPCI卡與影像擷取卡在PCI總線與CPU之間的方塊圖2為習知兩張DVRPCI卡與影像擷取卡在PCI總線與CPU之間的方塊圖3為習知CPU將四張影像數(shù)據(jù)Dl轉換成影像數(shù)據(jù)Dl/2，且將這四張影像數(shù)據(jù)Dl/2組成一個影像數(shù)據(jù)Dl所需時間的示意圖；圖4為本發(fā)明數(shù)字影像錄像器之外圍裝置組件互連卡的方塊圖；圖5為本發(fā)明影像縮減處理流程之流程圖6為本發(fā)明影像縮減處理單元接收影像數(shù)據(jù)Dl，且輸出經(jīng)影像縮減處理后的數(shù)據(jù)之示意圖7A為將影像數(shù)據(jù)D1的數(shù)據(jù)丟掉左半部示意圖；圖7B為將影像數(shù)據(jù)D1的數(shù)據(jù)丟掉右半部示意圖；圖8為本發(fā)明影像縮減處理單元將影像數(shù)據(jù)Dl長度丟掉的方法示意圖9A為將影像數(shù)據(jù)Dl的數(shù)據(jù)丟掉上半部示意圖9B為將影像數(shù)據(jù)D1的數(shù)據(jù)丟掉下半部示意圖10為本發(fā)明影像縮減處理單元將影像數(shù)據(jù)Dl寬度丟掉的方法示意圖11為本發(fā)明影像縮減處理單元處理Y、Cb、Cr方法示意圖；以及圖12為本發(fā)明CPU將影像縮減處理后的數(shù)據(jù)組成一張D1所需時間示意圖。主要組件符號說明22PCI總線244通道DVRPCI卡26影像擷取卡28CPU304通道DVRPCI卡40DVRPCI卡42影像處理單元44DRAMC46MPEG4編碼器48MPEG4譯碼器50影像縮減處理單元52PCIC54緩沖器56CPU58PCI總線具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。圖4為本發(fā)明數(shù)字影像錄像器之外圍裝置組件互連卡的方塊圖。在圖4中，DVRPCI(數(shù)字影像錄像器之外圍裝置組件互連)卡40藉由一PCI總線58連接至一CPU56，DVRPCI40包含有將復數(shù)個CCD攝影機(未繪示)之影像數(shù)據(jù)(本實施例為4信道之影像數(shù)據(jù)，CAMER0、CAMER1、CAMER2、CAMER3)轉換成動態(tài)專家群組(MotionPictureExpertsGroup,MPEG,其數(shù)據(jù)格式為為CIF、FIELD、Dl、VGA、QVGA、QQVGA)之影像數(shù)據(jù)之一影像處理單元42、接收由影像處理單元42所轉換之動態(tài)專家群組之影像數(shù)據(jù)之一DRAMC(DynamicRandomAccessMemoryController,動態(tài)隨機存取內(nèi)存控制器)44、壓縮DRAMC44中之動態(tài)專家群組之影像數(shù)據(jù)并存回該壓縮影像數(shù)據(jù)至DRAMC44之一MPEG4縮編碼器46、解壓縮DRAMC44中之已壓縮之動態(tài)專家群組之影像數(shù)據(jù)并存回該解壓縮影像數(shù)據(jù)至DRAMC44之一MPEG4譯碼器48、將DRAMC44中之已解壓縮之動態(tài)專家群組之影像數(shù)據(jù)縮減其數(shù)據(jù)量之一影像縮減處理單元50、及傳送DRAMC44或影像縮減處理單元50之影像數(shù)據(jù)至PCI總線58與接收PCI總線58的數(shù)據(jù)與命令至DRAMC44或影像縮減處理單元50之一PCIC(PeripheralComponentInterconnectorController,外圍裝置組件互連控制器)52，一緩沖器54用以在DRAMC44及影像縮減處理單元50與PCIC52之間的數(shù)據(jù)及命令的緩沖之用圖5為本發(fā)明影像縮減處理流程之流程圖，同時參考其它圖式來說明本發(fā)明之特征。首先，影像處理單元42接收來自數(shù)個CCD攝影機(未繪示)(本實施例系以4個CCD攝影機為例)的影像數(shù)據(jù)經(jīng)轉換為MPEG的數(shù)據(jù)格式后傳送至DRAMC44。MPEG4編碼器46壓縮DRAMC44之影像數(shù)據(jù)后將壓縮的影像數(shù)據(jù)放入DRAMC44中。而MPEG4譯碼器48解壓縮DRAMC44之經(jīng)壓縮之影像數(shù)據(jù)，并將解壓縮的影像數(shù)據(jù)放到DRAMC44中。當CPU56要此4個攝影機的影像時，從DRAMC44中抓取4個經(jīng)過MPEG4譯碼器48解壓縮的影像數(shù)據(jù)，透過PCI總線58傳送到CPU56去。例如，若是CPU56偵測PCI總線58上傳輸率大于132Mbytes時，CPU56就透過PCI總線58及PCIC52發(fā)出一影像縮減命令給影像縮減處理單元，并且發(fā)出一影像縮減信號至DRAMC44，此時DRAMC44出來的解壓縮之數(shù)據(jù)將經(jīng)過影像縮減處理單元(步驟S60)。接著，由DRAMC44將已解壓縮之MPEG數(shù)據(jù)格式之影像數(shù)據(jù)送至影像縮減處理單元50(步驟S62)。其次，將由影像縮減處理單元50所解壓縮之MPEG數(shù)據(jù)格式之影像數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量縮減為1/(2xNxM)(步驟S64)。然后，將由影像縮減處理單元50所縮減之影像數(shù)據(jù)經(jīng)由PCIC52與PCI總線58送至CPU56(步驟S66)，其中N大于等于2，M大于等于l。接下來要介紹影像縮減處理之數(shù)個范例，其說明如下A.—張DVRPCI卡40(亦即，M-l)之影像處理單元50所接收之數(shù)據(jù)量為D1，如欲處理成D1除以N為2的數(shù)據(jù)量。參考圖6所示。例如，以數(shù)據(jù)量Dl為720*576(長為720像素(pixel)，寬為576像素)而言，將D1的長度丟掉360像素，寬度丟掉288像素，就可得到數(shù)據(jù)量Dl/2(亦即(720x576)/(2x2xl^360承288)的資料大小。在D1長度丟掉一半的方式而言，若是丟掉前面的360像素，會造成D1/2的畫面變成為D1的左半部畫面，如圖7A所示。同理，若是丟掉后面的360像素，會造成D1/2的畫面變成為Dl的右半部畫面，如圖7B所示。所以，在實做上是以保留一行像素量，丟掉下一行像素量的方式來做，如圖8所示，這樣畫面就不會只剩左半部或是右半部情狀發(fā)生。在Dl寬度丟掉一半的方式而言，若是丟掉上半部的288像素，會造成D1/2的畫面變成為D1的下半部畫面，如圖9A所示。同理，若是丟掉下半部的288像素，會造成D1/2的畫面變成為Dl的上半部畫面，如圖9B所示。所以，在實做上是以保留一列像素量，丟掉下一列像素量的方式來做，如圖10所示，這樣畫面就不會只剩上半部或是下半部情狀發(fā)生。B.影像數(shù)據(jù)包括Y、Cb、Cr三種數(shù)據(jù)型態(tài)所組成，所以處理上將個別分開處理。如圖11所示，以Y而言，每收到l個字節(jié)，就將下個字節(jié)丟掉，(Y0Y15各代表一個字節(jié))，每處理完一條Y線數(shù)據(jù)量(720字節(jié))，即將下一條Y線數(shù)據(jù)量丟掉，所以Y的數(shù)據(jù)量會除以2。同樣的以Cb、Cr而言的話，每收到I個字節(jié)，就將下個字節(jié)丟掉，(CbOCb7各代表一個字節(jié))，每處理完一條線數(shù)據(jù)量(180字節(jié))，即將下一條線數(shù)據(jù)量丟掉，所以Cb、Cr的數(shù)據(jù)量會除以2。最后得到的數(shù)據(jù)量由原本的D1(72(F576)縮減成D1的四分之1(360*288)。因此，在以圖1習知技術來比較說明圖4本發(fā)明技術改善進的效能，圖1之DVRPCI卡24在PCI總線22之數(shù)據(jù)傳輸為Ddvr+Dimg=62.208+62.208=124.416Mbytes，經(jīng)過圖4之DVRPCI卡40經(jīng)影像縮減處理后在PCI總線58之數(shù)據(jù)傳輸量為Ddvr/4+Dimg=15.552+62.208=77.76Mbytes;而圖1之CPU28處理影像的時間原本為TsO+Tsl+Ts2+Ts3+Ts4，在圖4經(jīng)影像縮減處理后過CPU56處理時間為Ts4，如圖12所示，本發(fā)明之DVRPCI卡40降低了CPU56的處理時間。如果再增加一張DVRPCI卡(亦即M=2)，其總數(shù)據(jù)傳輸量為Ddvr/4+Dimg+Ddvr/4=15.552+62.208+15.552=93.309Mbytes，而DVR通道數(shù)由原本的4個信道增加成8個信道，仍然在PCI總線的數(shù)據(jù)傳輸范圍內(nèi)。表1統(tǒng)計出DVRPCI信道數(shù)、未影像縮減處理前的數(shù)據(jù)傳輸量、未影像縮減處理前的CPU花費時間、影像縮減處理后的數(shù)據(jù)傳輸量及影像縮減處理后的CPU花費時間。由表l可以知道，在PCI總線傳輸量有限的狀況下，傳輸未影像縮減處理的數(shù)據(jù)在PCI總線上，勢必造成某些信道的數(shù)據(jù)送不到CPU;而在數(shù)據(jù)經(jīng)過影像縮減處理過后，仍然是可以達到數(shù)據(jù)送到CPU的目的，同時影像縮減處理過后的影像數(shù)據(jù)在CPU所花費的時間也比原先未影像縮減處理的影像數(shù)據(jù)的CPU花費時間節(jié)省許多。<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>表1公式1:Ddvr+Dimg=62.208+62.208=124.416公式2:Ddvrx4+Dimg=62.208x4+62.208=311.04公式3:Ddvrxl6+Dimg=62.208xl6+62.208=1057.536公式4:Ddvr/(2x2xl)+Dimg=15.552+62.208=77.76公式5:[Ddvr/(2x2x4)]x4+Dimg=3.888*4+62.208=77.76公式6:[Ddvr/(2x2xl6)]xl6+Dimg=0.972*16+62.208=77.76本發(fā)明之方法利用縮減數(shù)據(jù)量的方法及DVRPCI卡，將由攝影機所接收到的影像數(shù)據(jù)，處理成欲縮減之影像數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量，其特點如下一、針對PCI總線之傳輸數(shù)據(jù)量的大小，啟動影像縮減處理單元，以降低每一DVRPCI卡的數(shù)據(jù)傳輸量。因為DVRPCI卡的數(shù)據(jù)傳輸量減小，所以可在PCI總線上擴充DVRPCI卡，增加DVRPCI卡在計算機可以顯示的信道數(shù)。二、由于影像縮減處理單元已處理掉數(shù)據(jù)縮減的動作，使得原本CPU要執(zhí)行之動作的時間可以節(jié)省下來，提高CPU的效率。本案所揭露之技術，得由熟習本技術人士據(jù)以實施，而其前所未有之，作法亦具備專利性，爰依法提出專利之申請。惟上述之實施例尚不足以涵蓋本案所欲保護之專利范圍，因此，提出申請專利范圍如附。權利要求1.一種數(shù)字影像錄像器之外圍裝置組件互連卡，M個外圍裝置組件互連卡藉由一外圍裝置組件互連總線連接至一中央處理單元，每一外圍裝置組件互連卡包含一影像處理單元，用以將復數(shù)個CCD攝影機之影像數(shù)據(jù)轉換成動態(tài)專家群組之影像數(shù)據(jù)；一動態(tài)隨機存取內(nèi)存控制器，用以接收由該影像處理單元所轉換之動態(tài)專家群組之影像數(shù)據(jù)；一影像數(shù)據(jù)壓縮編碼器，用以壓縮該動態(tài)隨機存取內(nèi)存控制器中之動態(tài)專家群組之影像數(shù)據(jù)；一影像數(shù)據(jù)解壓縮譯碼器，用以解壓縮該動態(tài)隨機存取內(nèi)存控制器中之已壓縮之動態(tài)專家群組之影像數(shù)據(jù)；一影像縮減處理單元，用以將該動態(tài)隨機存取內(nèi)存控制器中之已解壓縮之動態(tài)專家群組之影像數(shù)據(jù)縮減其數(shù)據(jù)量；以及一外圍裝置組件互連控制器，用以傳送該動態(tài)隨機存取內(nèi)存控制器或該影像縮減處理單元之影像數(shù)據(jù)至該外圍裝置組件互連總線，及接收該外圍裝置組件互連總線的數(shù)據(jù)與命令至該動態(tài)隨機存取內(nèi)存控制器或該影像縮減處理單元；其中，當該中央處理單元經(jīng)由該外圍裝置組件互連總線與該外圍裝置組件互連控制器分別發(fā)出一影像縮減命令至該影像縮減處理單元與送出一影像縮減信號至該動態(tài)隨機存取內(nèi)存控制器時，該動態(tài)隨機存取內(nèi)存控制器將已解壓縮之動態(tài)專家群組之影像數(shù)據(jù)送至該影像縮減處理單元，該影像縮減處理單元將已解壓縮之動態(tài)專家群組之影像數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量縮減為1/(2xNxM)，并將已縮減之影像數(shù)據(jù)經(jīng)由該外圍裝置組件互連控制器與該外圍裝置組件互連總線送至該中央處理單元，其中N大于等于2，M大于等于1。2.根據(jù)權利要求1所述的數(shù)字影像錄像器之外圍裝置組件互連卡，其特征為還包含一緩沖器，用以在該動態(tài)隨機存取內(nèi)存控制器及該影像縮減處理單元與該外圍裝置組件互連控制器之間的數(shù)據(jù)及命令的緩沖之用。3.根據(jù)權利要求1所述的數(shù)字影像錄像器之外圍裝置組件互連卡，其特征為其中，該影像數(shù)據(jù)壓縮編碼器系為一MPEG4編碼器，該影像數(shù)據(jù)解壓縮譯碼器系為一MPEG4譯碼器。4.根據(jù)權利要求1所述的數(shù)字影像錄像器之外圍裝置組件互連卡，其特征為其中，動態(tài)專家群組之影像數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)格式系為CIF、FIELD、Dl、VGA、QVGA、QQVGA的數(shù)據(jù)格式。5.—種增加數(shù)字影像錄像器之外圍裝置組件互連卡的信道數(shù)之方法，M個外圍裝置組件互連卡藉由一外圍裝置組件互連總線連接至一中央處理單元，每一外圍裝置組件互連卡包含有將復數(shù)個CCD攝影機之影像數(shù)據(jù)轉換成動態(tài)專家群組之影像數(shù)據(jù)之一影像處理單元、接收由該影像處理單元所轉換之動態(tài)專家群組之影像數(shù)據(jù)之一動態(tài)隨機存取內(nèi)存控制器、壓縮該動態(tài)隨機存取內(nèi)存控制器中之動態(tài)專家群組之影像數(shù)據(jù)之一影像數(shù)據(jù)壓縮編碼器、解壓縮該動態(tài)隨機存取內(nèi)存控制器中之已壓縮之動態(tài)專家群組之影像數(shù)據(jù)之一影像數(shù)據(jù)解壓縮譯碼器、將該動態(tài)隨機存取內(nèi)存控制器中之已解壓縮之動態(tài)專家群組之影像數(shù)據(jù)縮減其數(shù)據(jù)量之一影像縮減處理單元、及傳送該動態(tài)隨機存取內(nèi)存控制器或該影像縮減處理單元之影像數(shù)據(jù)至該外圍裝置組件互連總線與接收該外圍裝置組件互連總線的數(shù)據(jù)與命令至該動態(tài)隨機存取內(nèi)存控制器或該影像縮減處理單元之一外圍裝置組件互連控制器，該方法包含下列步驟由該中央處理單元經(jīng)由該外圍裝置組件互連總線與該外圍裝置組件互連控制器分別發(fā)出一影像縮減命令至該影像縮減處理單元與發(fā)出送出一影像縮減信號至該動態(tài)隨機存取內(nèi)存控制器；由該動態(tài)隨機存取內(nèi)存控制器將已解壓縮之動態(tài)專家群組之影像數(shù)據(jù)送至該影像縮減處理單元；將由該影像縮減處理單元所解壓縮之動態(tài)專家群組之影像數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量縮減為1/(2xNxM);以及將由該影像縮減處理單元所縮減之影像數(shù)據(jù)經(jīng)由該外圍裝置組件互連控制器與該外圍裝置組件互連總線送至該中央處理單元，其中N大于等于2，M大于等于l。6.根據(jù)權利要求5所述的增加數(shù)字影像錄像器之外圍裝置組件互連卡的信道數(shù)之方法，其特征為還包含由一緩沖器在該動態(tài)隨機存取內(nèi)存控制器及該影像縮減處理單元與該外圍裝置組件互連控制器之間緩沖數(shù)據(jù)及命令。7.根據(jù)權利要求5所述的增加數(shù)字影像錄像器之外圍裝置組件互連卡的信道數(shù)之方法，其特征為其中，該影像數(shù)據(jù)壓縮編碼器系為一MPEG4編碼器，該影像數(shù)據(jù)解壓縮譯碼器系為一MPEG4譯碼器。8.根據(jù)權利要求5所述的增加數(shù)字影像錄像器之外圍裝置組件互連卡的信道數(shù)之方法，其特征為其中，動態(tài)專家群組之影像數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)格式系為CIF、F正LD、Dl、VGA、QVGA、QQVGA的數(shù)據(jù)格式。全文摘要一種數(shù)字影像錄像器之外圍裝置組件互連卡(DVRPIC卡)，其藉由一外圍裝置組件互連(PCI)總線連接至一中央處理單元(CPU)，每一PCI卡包含有一影像處理單元、一動態(tài)隨機存取內(nèi)存控制器(DRAMC)、一影像數(shù)據(jù)DRAMC將已解壓縮之動態(tài)專家群組之影像數(shù)據(jù)送至影像縮減處理單元，影像縮減處理單元將已解壓縮之動態(tài)專家群組之影像數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量縮減為1/(2xNxM)，并將已縮減之影像數(shù)據(jù)經(jīng)由PCIC與PCI總線送至CPU。文檔編號H04N7/26GK101207811SQ20061016743公開日2008年6月25日申請日期2006年12月20日優(yōu)先權日2006年12月20日發(fā)明者王仁中,駱文華申請人:映佳科技股份有限公司